Dimensionamento de Sistema Hidráulico

[pic 1][pic 2]

Prática 7

Samuel Henrique Soares Gomes 74967

Vanessa pinho Aragão 75326

Projeto de um circuito hidráulico

[pic 3][pic 4]

[pic 5][pic 6]

[pic 7]^[a][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

Figura 1 - Circuito hidráulico.

Para o projeto foram definidos os seguintes parâmetros:

• Comprimentos das hastes são

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• As velocidades de cada pistão são as mesmas para a elevação da carga e a descida da carga,

[pic 13]

Dimensionamento:

• De acordo com nossas matrículas temos as seguintes forças devido as cargas a serem erguidas pelos cilindros,

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^[b][pic 15]

• Não conhecemos os diâmetros dos pistões, as vazões e nem as perdas de cargas. Assim, não é possível mensurar qual será a pressão disponível nas entradas do cilindro para movimentar as cargas. Logo, vamos estimar os diâmetros dos pistões considerando que a pressão disponível seja a da bomba, que no caso será de 160 bar,

• Para o cilindro A o diâmetro do pistão estimado é

^[c][pic 16]

Então, do catálogo da Rexroth temos , como o da Figura 3, e vamos escolher o cilindro CDT3 ME5 como o da Figura 2.[pic 17]

Verificando a flambagem somente para o cilindro A, pois somente o mesmo trabalha a um esforço de compressão,

[pic 18]

Sendo que,

[pic 19]

Temos então que

[pic 20]

Para determinar o L é necessário recorrer ao catálogo,

^[d][pic 21]

O comprimento livre de flambagem será

[pic 22]

O diâmetro da haste será

[pic 23]

Assim, vamos usar o cilindro de  e , como mostrado na Figura 2.[pic 24][pic 25]

• Para o cilindro B, a elevação da carga ocorre no recuo do pistão e com isso a força de pressão atua na área anular. Logo, vamos utilizar a área anular como critério de seleção do cilindro. A estimativa da área anular é,

^[e][pic 26]

Baseado nessa estimativa, escolhemos o cilindro CDT3 ME5 de  e , como mostrado na Figura 2.[pic 27][pic 28]

Tabela 1 - Caracterização dos cilindros

Cilindro	A	B
[pic 29]	80	125
[pic 30]	56	56
[pic 31]	50,26	122,72
[pic 32]	25,63	98,09

[pic 33]

Figura 2 – Tipos de cilindros.

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Figura 3 – Dimensões do cilindro.

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Figura 4 – Tabela de especificações dos cilindros.

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Figura 5 – Valores das dimensões do cilindro.

Então, como as dimensões dos cilindros estão definidas, podemos calcular as vazões.

• Para o cilindro A,

• Para a área abaixo do pistão

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[pic 38]

• Para o cilindro B,

• Para a área abaixo do pistão

[pic 39]

[pic 40]

• Logo, a vazão da bomba foi definida como,

[pic 41]

A válvula direcional é da Rexroth, de acordo com a Figura 6. A escolha foi baseada nas condições de operação do circuito e optamos pelo centro tandem por causa da economia de energia. Assim, chegamos ao seguinte modelo^[f]:

• Válvula direcional modelo 4 WMM 10 T 1X

- Tamanho nominal 10

- Série 1X

- Pressão máxima de operação 315 bar

- Vazão máxima 100 lpm

A perda de carga na válvula direcional foi determinada a partir da Figura 7. Assim, para a vazão de 35,75 lpm temos uma perda de carga de 1,3 bar.

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Figura 6 – Válvula direcional.

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Figura 7 – Curva característica de  para válvula direcional.[pic 45]

As válvulas de controle de vazão escolhidas são da Rexroth, de acordo com a Figura 6. A escolha foi baseada nas condições de operação do circuito. Assim, chegamos ao seguinte modelo:

• Válvula estranguladora de vazão com retorno livre do tipo MK

- Tamanho nominal de 10 (TN 10)

- Série 1X

- Pressão máxima de operação 315 bar

- Vazão máxima de 400 lpm

A tabela a seguir foi feita a partir das Figuras 7 e 8.

Tabela 2 - Características de operação das válvulas de controle de vazão

Válvulas	Perda de carga  [bar][pic 46]	Vazão Q [lpm]
1	Estrangulamento	1,3	18,55
Retenção	0,7	18,55
2	Estrangulamento	1	17,2
Retenção	0,7	17,2
3	Estrangulamento	0,3	9,46
Retenção	0,8	9,46
4	Estrangulamento	1,4	21,52
Retenção	0,7	21,52

[pic 47][pic 48]^[g]

Figura 8 – Válvula de controle de vazão com retorno livre, tipo MK